手持式名优茶嫩梢采摘机械手设计与试验优化

作     者：贾江鸣 叶玉泽 程培林 朱赢鹏 傅霞萍 陈建能 JIA Jiangming;YE Yuze;CHENG Peilin;ZHU Yingpeng;FU Xiaping;CHEN Jianneng

作者机构：浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018 浙江省种植装备技术重点实验室杭州310018 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2022年第53卷第5期

页      面：86-92页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51975537) 浙江省基础公益研究计划项目(LGN18E050002) 

主　　题：名优茶 采摘机械手 响应面 采摘成功率 

摘      要：针对名优茶机械化采摘难的问题,根据茶叶采摘农艺要求和手工采摘动作的分析,设计了一种手持式名优茶嫩梢采摘机械手,模拟人手指夹住茶叶并通过提拉进行采摘。通过采摘机械手的运动分析,得到了影响采摘效率的因素磁钢距离、主动手指角速度和主动手指转角的参数变动范围。采用Box-Behnken响应面分析方法,研究影响因素对采摘成功率的交互影响,以采摘成功率为响应值建立二次回归模型,各因素对采摘成功率的影响显著性主次排序为:主动手指角速度、磁钢距离、主动手指转角;运用Design-Expert 11.0软件的优化模块,以采摘成功率为优化目标对各因素进行优化,得到优化参数为:磁钢距离40.04 mm、主动手指转角153.0°、主动手指角速度3.38 rad/s。以优化后的参数进行采摘试验,结果表明采摘成功率为74.3%,3次采摘平均速度为25.2个/min,试验值与预测值的相对误差小于5%,优化模型结果可靠。